NO163307B

NO163307B - Fremgangsmaate til reduksjon av datavolumet ved seismisk databehandling.

Info

Publication number: NO163307B
Application number: NO852447A
Authority: NO
Inventors: Paul Fredriksen
Original assignee: Norway Geophysical Co
Priority date: 1985-06-17
Filing date: 1985-06-17
Publication date: 1990-01-22
Also published as: GB8614650D0; GB2176893B; GB2176893A; NO852447L; FR2583526A1; FR2583526B1; US4812978A; DE3620326A1; NO163307C

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til reduksjon av datavolumet ved seismisk databehandling, hvor der overføres data mellom en rekke datainnsamlingsanordninger med en rekke kanaler og en sentral mottager- og registreringsanordning, og hvor det benyttes en rekke av transmisjonsmoduler som er tilordnet hver sin datainnsamlingsanordning, idet hver kanal er tilordnet respektive seismiske traser.

Den foreliggende oppfinnelse er i første rekke uttenkt

i forbindelse med marinseismiske undersøkelser, men det skal forstås at fremgangsmåten kan benyttes generelt til behandling av seismiske data, eksempelvis også data som er innsamlet i forbindelse med landseismiske undersøkelser.

For enkelthets skyld vil imidlertid den foreliggende oppfinnelse bli eksemplifisert i forbindelse med et marinseis-misk system.

Ved marinseismiske undersøkelser bli der benyttet et seismisk fartøy som kjører etter bestemte linjer i det område som skal undersøkes for mulige hydrokarbonforekomster eller lignende, idet der i sjøen bak fartøyet slepes en såkalt hydrofonkabel som kan ha en lengde på flere kilometer. Bak fartøyet blir der også slept anordninger som fremskaffer lydbølger som sendes nedover mot havbunnen. Lydbølgene reflekteres fra havbunnen og lag under denne og fanges opp av følsomme hydrofoner anordnet langs hydrofonkabelen.

En gruppe hydrofoner (eller geofoner) inngår i en såkalt seismisk datainnsamlingsanordning, og de analoge målinger fra de mange sensorer blir via tilhørende målekanaler digitalisert i enheter som er lokalisert i umiddelbar nærhet av innsamlings-anordningene, hvoretter de digitale dataene blir overført via et digitalt overføringssystem inn til den sentrale mottager- og registreringsanordning.

I forbindelse med ønsket om å få tettere romlig sampling innen området marinseismikk er der tatt i bruk flere og flere kanaler for overføring av de ekkosignaler som kommer tilbake til hydrofonkabelen via de mange sensorer som er konfigurert til like mange målekanaler. Antall kanaler som benyttes, er sterkt økende for at man kan forbedre oppløselighet og infor-masjonsinnholdet i den totale undersøkelse.

Ekkosignalene som i form av digiatale signaler blir til-ført og bearbeidet i store datamaskiner ombord på det seismiske fartøy, utgjør således en meget stor informasjonsmengde og i forbindelse med bruken av flere og flere kanaler er det nød-vendig med et såkalt "datareduksjon" for at prosesseringssent-rene ikke skal drukne i data.

Imidlertid er det i forbindelse med datareduksjon viktig at der foreligger en fast geometri med hensyn til kanalene, dvs. en jevn avstand mellom hver kanal.

I visse tilfeller er det ikke praktisk mulig fysisk å beholde en fast geometri, bl.a. fordi der settes inn bestemte plasskrevende typer utstyr i kabelen, f.eks. store kompass.

Til grunn for den foreliggende oppfinnelse ligger den oppgave å råde bot på ulempen en vilkårlig geometrisk fordeling av kanalene i en streamer medfører.

Oppgaven løses ved en fremgangsmåte av den innledningsvis angitte art som ifølge oppfinnelsen er karakterisert ved at de seismiske traser er anordnet med jevn fysisk avstand, idet de seismiske traser omfatter både reelle, fysiske traser og syntetiske traser innskutt mellom de reelle traser, at de syntetiske traser får tilordnet respektive simulerte kanaler, at de simulerte kanaler får tilordnet et estimat av de reelle verdier for en tilsvarende fysisk kanal, idet estimatverdien tilpasses verdier fra en tilstøtende fysisk kanal eller kanaler tilordnet respektive reelle, fysiske traser.

Med andre ord vil der i datastrømmen bli skutt inn en eller flere ekstra kanaler som er tillagt en kunstig verdi som skal simulere den eller de manglende kanaler som gjenopp-retter jevn geometri mellom samtlige kanaler.

Hensiktsmessig får den syntetiske kanal tilordnet et estimat av den virkelige verdi for en tilsvarende fysisk kanal, idet estimatverdien blir tilpasset verdier fra tilstøtende kanal.

Med den datastrøm som inneholder syntetiske kanaler, kan der så utføres datareduksjon basert på jevn geometri mellom kanalene og mot verdier som ikke introduserer feil i de data som går til prosesseringssenteret.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli nærmere beskrevet under henvisning til tegningsfigurene som anskueliggjør et utførelseseksempel på den foreliggende oppfinnelse.

Fig. 1 er en skisse som gir en oversikt over et marin-seismisk system hvor den foreliggende oppfinnelse kan finne anvendelse.

Fig. 2 er et skjematisk blokkdiagram over et datainnsamlings- og overføringssystem ved en seismisk streamer. Fig. 3 er en skisse som anskueliggjør en jevn geografisk plassering av målepunkter eller kanaler. Fig. 4 er en skisse som anskueliggjør en ujevn geografisk plassering av målepunkter eller kanaler.

På fig. 1 som gir en oversikt over et marin-seimisk system hvor den foreliggende oppfinnelse kan finne anvendelse, betegner 1 et sjøgående fartøy som etter seg sleper en seismisk hydrofonkabel 2 som omfatter en flerhet av magnetiske hydro-fongrupper 3a, 3b, ... 3n, anordnet på avstand fra hverandre langs kabelen 2.

Den seismiske hydrofonkabel 2 kan også omfatte en flerhet av ikke viste magnetiske kompasser som er anordnet på avstand fra hverandre langs kabelen. Etter fartøyet 1 blir der også slept en seismisk kilde 5, f.eks. en gruppe luftkanoner som ifølge et bestemt program utsender lydbølger 6 mot havbunnen 7 og de forskjellige geologiske lag 7a under havbunnen 7. Havbunnen 7 og lagene 7a reflekterer lydbølgene 6 i form av reflek-torbølger 8 som på sin side blir mottatt av hydrofongruppene 3a, 3b, ... 3n, fortrinnsvis som analoge signaler som omformes til digital form for overføring til det seismiske fartøy 1

for videre bearbeiding.

På fig. 2 er der skjematisk vist et antall N transmisjonsmoduler 10 som overfører data fra tilhørende datainnsamlingsanordninger 14, idet overføringen av data finner sted via en flerhet av overføringslinjer 16 til en sentral mottager- og registreringsanordning 13. Til mottager- og registreringsanord-ningen 13 er der også koblet en flerhet av utgående overførings-linjer 17, idet disse overføringslinjer 17 overfører taktinfor-masjon og kommandoer som regulerer datainnsamlings- og over-føringsprosesen under normal og unormal drift.

Hver av de seismiske datainnsamlingsanordninger 14 omfatter en gruppe hydrofoner (eller geofoner) og disse avgir data i form av analoge signaler. Hver seismiske datainnsamlingsanordning 14 er utført med et visst antall kanaler, f.eks. M og dersom der anvendes N datainnsamlingsanordninger 14 er det nødvendig med M x N datakanaler for overføring av de signaler som blir mottatt av hydrofonene eller sensorene som er konfigurert til nevnte antall målekanaler.

De seismiske målinger er således i utgangspunktet basert på det å ta opp signaler fra en rekke målekanaler eller traser som er plassert i en rekke inne i streameren, idet kanalene er anordnet med like avstand mellom midtpunktet på hver kanal eller trase. Ved gitte tidspunkter, f.eks. hvert annet milli-sekund; avleses verdien for hver kanal og registreres som en rekkefølge av dataverdier. Dersom man på forhånd har en jevn avstand mellom midtpunktet for hver kanal kan målepunktenes geografiske utstrekning illustreres skjematisk slik det fremgår av fig. 3.

I og med at målepunktene har en geografisk jevn fordeling langs streameren vil man få en resulterende datastrøm:

verdi for kanal-

verdi for kanal,,

verdi for kanal-

verdi for kanalg

verdi for kanal-

Imidlertid er det ikke bare verdien av det mottatte sig-nal som er interessant, men også den innbyrdes posisjon av kanalene, idet denne posisjon gir geografisk informasjon i tillegg til de aktuelle måleverdier.

I visse tilfeller er det imidlertid fysisk umulig å plas-sere alle målepunkter eller kanaler med lik geografisk avstand. Plasseringen av målepunktene kan da se ut slik det er angitt på fig. 4 hvor det er angitt at mellomrommet mellom kanal 5

og 6 er større enn det innbyrdes mellomrom mellom de øvrige kanaler.

Denne ujevne plassering av målepunktene vil fortsatt resultere i en datastrøm som angitt ovenfor, nemlig:

verdi for kanal-^

verdi for kanal2

verdi for kanal-

verdi for kanalg

verdi for kanal?

verdi for kanalg

verdi for kanal-

For å kunne utføre datareduksjon er det viktig at der foreligger en fast geometri med hensyn til målepunktene, dvs. samme avstand mellom hver kanal. Dette gjør det nemlig mulig å basere datareduksjonen på jevn ROMLIG sampling, noe som igjen letter datareduksjonen både i tidsplanet og romplanet, hvilket er velkjent for fagfolk. Samtidig opprettholdes også den ønskede samplingstetthet. I forbindelse med en plassering av målepunktene som angitt på fig. 4, som f.eks. kan skyldes at der er innsatt en bestemt type utstyr i kabelen som krever stor plass, f.eks. store kompass, vil man ifølge oppfinnelsen likevel søke å oppnå jevn geometri mellom målepunktene, nemlig ved kunstig å avsette plass svarende til den som en eller flere ytterligere kanaler kunne hatt. Følgelig vil man kunne skyte inn et kunstig målepunkt som om dette skulle være et fysisk målepunkt, hvilket innebærer at man i datastrømmen skyter inn en ekstra kanal med en kunstig verdi som skal simulere den manglende kanal og gjenopprette jevn geometri. Verdiene i data-strømmen vil da igjen avspeile geografi i tillegg til selve verdiene. Datastrømmen kan da se slik ut:

verdi fra målepunkt^

verdi fra målepunkt,, ■

verdi fra målepunkt^

verdi fra målepunkt,-

syntetisk verdi

verdi fra målepunkt^

verdi fra målepunktg

verdi fra målepunkt^

verdi fra målepunkt.^

verdi fra målepunkt^

Denne datastrøm blir lagret og sendt til databearbeidings-anordningen som følgende oppsett:

verdi for kanal-

verdi for kana^

verdi for kanal-

verdi for kanal,

o

verdi for kanal-

verdi for kanalg

verdi for kanal-

Kanal 6 er nå en syntetisk trase og der er på nytt oppret-tet lik avstand mellom kanalene geografisk.

Man kan benytte forskjellige algoritmer for å beregne verdien av den syntetiske trase og vanligvis vil man benytte måleverdiene for en eller flere kanaler på hver side av den syntetiske trase.

Med den nye datastrøm kan man utføre datareduksjon på jevn geometri og mot. verdier som ikke introduserer feil i dataene som går til prosesseringssenteret.

Det skal forståes at den samme fremgangsmåte kan benyttes dersom en kanal er koblet ut på grunn av en eller annen feil ("killed traces") og på enkeltstående dataverdier som detekteres som feilaktige på grunn av tranmisjonsfeil i det digitale system. En slik innkobling, enten manuelt eller automatisk, av kunstige traser kan finne sted etter ønske fra operatøren.

Claims

1. Fremgangsmåte til reduksjon av datavolumet ved seismisk databehandling, hvor der overføres data mellom en rekke datainnsamlingsanordninger (14) med en rekke kanaler (M) og en sentral mottager- og registreringsanordning (13), og hvor det benyttes en rekke (N) av transmisjonsmoduler (10) som er tilordnet hver sin datainnsamlingsanordning (14), idet hver kanal er tilordnet respektive seismiske traser, karakterisert ved at de seismiske traser er anordnet med jevn fysisk avstand, idet de seismiske traser omfatter både reelle, fysiske traser og syntetiske traser innskutt mellom de reelle traser, at de syntetiske traser får tilordnet respektive simulerte kanaler, at de simulerte kanaler får tilordnet et estimat av de reelle verdier for en tilsvarende fysisk kanal, idet estimatverdien tilpasses verdier fra en tilstøtende fysisk kanal eller kanaler tilordnet respektive reelle, fysiske traser.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at kanaler som er koblet ut på grunn av en eller annen feil og enkeltstående dataverdier som detekteres som feilaktige, erstattes med simulerte kanaler eller dataverdier basert på estimater hvis verdi tilpasses dataverdier fra tilstøtende kanal eller kanaler.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at det på de overførte data som også omfatter estimatene for de simulerte kanaler, utføres datakompresjon basert på jevn fysisk avstand mellom kanalene og mot verdier som ikke introduserer feil i de data som skal behandles.